Pergunta-se como funciona amplificador de carro e para que servem? Pronto para atualizar seu sistema de áudio de carro mas precisa saber mais primeiro? Chegou ao lugar certo!
Cobrirei tudo que precisa saber:
…e muito, muito mais!
Um amplificador de carro aumenta um sinal de áudio elétrico muito pequeno da unidade principal para tensão mais alta. Pode alimentar alto-falantes ligados com cabo de alto-falante com mais potência, volume e clareza sonora. A maioria dos estéreos embutidos no painel têm apenas cerca de 15 a 18 watts disponíveis e começam a distorcer muito mal na saída máxima.
Um amplificador externo não só resolve este problema mas também pode melhorar drasticamente a fidelidade de reprodução da música que aprecia.
Para graves potentes, subwoofers precisam de muita potência impossível de obter só de stereo de carro. Isto também é problema quando quer usar alto-falantes aftermarket 4 ohm ou até 2Ω que precisam mais potência para desempenho máximo ao atualizar seu sistema de som.
Um amp externo fornece maior qualidade sonora pois pode oferecer menor ruído e distorção devido a eletrónica mais avançada incluída para esse fim. Estéreos de carro frequentemente usam design mais básico e componentes mais baratos que limitam o que pode ouvir.
A classificação contínua ou watts RMS descreve a potência de saída que um amp pode entregar realisticamente de forma fiável. Embora soe impressionante, a especificação de potência "pico" ou "máxima" é mais uma tecnicidade e não o que obterá durante uso normal.
Potência RMS refere-se à medição root mean square usada em engenharia elétrica para descrever sinais de corrente alternada (CA) como os usados em eletrónica de som. Como tensão CA é diferente de corrente contínua (CC), a matemática é um pouco diferente. Medições RMS levam isto em conta.
Para ajudar compradores a obter informação mais precisa, o padrão Consumer Electronics Association (CEA) 2006 foi criado para incentivar especificações precisas. Produtos vendidos listando especificações CEA-2006 demonstraram que entregam o que o fabricante anuncia.
Fonte de alimentação interna, alimentada pela fiação positiva e negativa da bateria, gera tensão de saída mais alta – e mais potência – do que seria possível de fonte de 12 volts. Devido aos grandes amperes consumidos, fios de potência e terra de bitola grossa são ligados diretamente à bateria e chassis metálico do veículo na maioria dos casos.
Um stereo de carro envia sinal de áudio via cabo RCA ou outra ligação onde o sinal elétrico aumentado é entregue a terminais de alto-falante para uso com fio.
Quase todos amplificadores aftermarket de áudio de carro têm:
Áudio de carro apresenta desafio difícil: usando apenas fonte +12V, não podemos criar diretamente grande potência de saída para alto-falantes de fábrica ou atualizados.
Para entender melhor, podemos ver Lei de Ohm que afirma que potência está relacionada com resistência de carga (impedância do alto-falante) e tensão de alimentação. A resistência de carga deve diminuir ou a tensão deve aumentar para obter mais potência.
Lei de Ohm é conjunto de fórmulas matemáticas para calcular potência entregue a carga. Para obter mais potência terá de (1) baixar carga Ohms (impedância) ou (2) aumentar volts disponíveis.
Fonte chaveada (SMPS) interna torna isto possível pois pega alimentação +12V da bateria e aumenta várias vezes para cerca de 28 a 32 volts por exemplo. Ambos caminhos de alimentação polaridade positiva e negativa são fornecidos (também chamados "rails" de alimentação).
Chip integrado (IC) de comutação impulsiona transistores de alta corrente ligados a transformador ligando e desligando milhares de vezes por segundo. O transformador, baseado no número de voltas de fio de cobre, produz tensões mais altas na saída. Estas são suavizadas e estabilizadas para produzir fonte de potência para canais de alto-falante.
Instantâneo das formas de onda alternadas (sinais tensão on/off) usadas para impulsionar transistores numa fonte SMPS vários milhares de vezes por segundo.
Fontes DC-DC chaveadas como as de amp de carro são chamadas step-up pois conseguem pegar tensão mais baixa e multiplicá-la várias vezes para tensão mais alta. Fontes step-down fazem o oposto.
Alguns componentes como transistores de comutação de alta potência são fixados ao chassis metálico pesado do amplificador para remover e dissipar calor excessivo gerado. Caso contrário, falhariam devido ao calor destruí-los.
Sinal de baixa corrente (frequentemente menos de 0,025 amperes) chamado fio "remote" é usado para evitar amplificador ficar ligado e drenar bateria quando não em uso. Fio remote liga-se a saída no stereo de carro ou fiação de ignição. Quando sinal +12V é removido, amp desliga e para de consumir potência da bateria.
Mostradas duas secções que tornam áudio de carro ótimo possível: secção amplificador & saída e estágios de entrada. Placa estágio entrada consiste em muitos circuitos menores para fazer coisas como fornecer funções crossover, tornar bridge para mais potência possível, fornecer controlo de ganho, e bloquear ruído ground loop. Estágios amp pegam sinal de áudio da placa estágio entrada, usam saída da fonte de alimentação, e aumentam para criar saída potente.
Estágios de entrada têm vários trabalhos:
Estágios de entrada usam componente eletrónico extremamente versátil chamado op amp (amplificador operacional). Op amps são minúsculos circuitos amplificadores integrados em chips miniatura usados para todo tipo de funções de áudio.
Ruído ground loop é problema comum e frustrante de instalação áudio de carro. Também chamado alternator whine, é tipo de ruído elétrico de baixo nível no caminho do sinal de áudio que aparece como chiado terrível que aumenta e diminui com velocidade do motor.
Este tipo de ruído deve-se a correntes elétricas que fluem dentro do chassis do veículo e ligações dos componentes de áudio. Quando há diferença de potencial elétrico em 2 ou mais pontos no sistema, pequena diferença de tensão é criada e pode ser amplificada. Aparece como chiado agudo e irritante que ouve dos alto-falantes.
Design de filtro chamado circuito amplificador diferencial é usado na frente (lado entrada) para bloquear e cancelar eficazmente este ruído antes que entre nos caminhos do sinal musical.
Crossovers eletrónicos oferecem forma de controlar gama de frequência enviada a alto-falantes de carro. Por exemplo, ao alimentar subwoofers, filtro passa-baixa bloqueia tudo exceto graves para dar ótimo som grave. Da mesma forma, pode evitar graves distorcendo alto-falantes menores como tweeters ou de portas usando crossover passa-alta.
Quando usados corretamente crossovers permitem obter mais volume, proteger alto-falantes, e fornecer melhor clareza sonora. Para sistemas avançados como os usando alto-falantes componentes são especialmente úteis.
Crossovers eletrónicos em amps realizam mesma função que crossovers passivos de alto-falante mas sem componentes volumosos como indutores e capacitores que requerem. São também fáceis de ajustar ou ligar/desligar com interruptor.
Como o nome implica, amplificadores aumentam sinal de entrada de um stereo. Como não há tensão de saída padrão usada por diferentes estéreos de carro, ajuste de ganho é necessário para melhores resultados incluindo qualidade sonora, potência suficiente, e prevenir distorção chamada clipping.
O ajuste de ganho do amplificador fornece forma de controlar nível de saída baseado no nível de sinal de entrada. Como alguns estéreos de carro têm sinais de saída mais fortes, controlo de ganho pode ser reduzido para melhor combinar com nível de saída & volume.
O nível de ganho afeta o headroom que é quantidade de amplificação ainda disponível antes do limite ser atingido. Todos tipos de carro a estéreos domésticos e até equipamento DJ doméstico frequentemente incluem ajuste de ganho.
Também é forma de reduzir ruído. Como todos amps adicionam algum nível de ruído (como "hiss" ou similar) às saídas, baixar ganho também reduz ruído produzido e ouvido.
Ilustração simplificada dos estágios de amplificação e saída que a maioria amps de carro usam. Transistores de saída robustos capazes de lidar grandes quantidades de corrente são ligados à fonte chaveada e alimentam o alto-falante. São controlados por componentes menores necessários para dividir sinal de áudio em metades positiva e negativa necessárias para reproduzir sinal musical.
Amplificadores de potência (como visto na imagem) têm secções principais dedicadas a modificar ou manipular sinais de áudio assim como para entregar mais corrente e tensão. Primeiras secções contêm componentes pequenos como transistores miniatura que dividem sinal de áudio em duas metades.
Depois, passando por filtro crossover e outros estágios, são direcionados a transistores de alta corrente grandes alimentados com volts mais altos da SMPS. Sinal de entrada é amplificado para forma de onda idêntica mas muito maior ligada às saídas de alto-falante.
A classe listada por fabricante de amplificador de áudio de carro é o tipo de tecnologia usada para sinal de áudio e entregar potência. Todo amp de áudio usa design classe A, classe D, ou classe A/B.
Designs Classe A/B conduzem, seguem, e amplificam sinal analógico de entrada a maior parte do tempo, usando potência mesmo quando nada é entregue aos alto-falantes. Isto porque mesmo quando não alimenta alto-falantes alguma potência é desperdiçada como calor devido a perdas. É uma razão por que este tipo aquece bastante especialmente durante uso intenso.
Têm eficiência cerca de 65% significando que consomem cerca de 35% mais amperes da bateria que o entregue como potência aos alto-falantes. Isto é desperdiçado puramente como calor!
Por contraste, amp classe D usa tecnologia modulação largura pulso (PWM) que comuta componentes de potência apenas parte do tempo. Ao contrário de amps classe A/B convertem sinal de entrada em ondas quadradas usadas para controlar temporização on/off. Estas são convertidas de volta a ondas de áudio suaves antes de entregues aos alto-falantes.
Modelos amplificador classe D são cerca de 85% eficientes significando que funcionam mais frios e podem ser muito menores que designs A/B. Como oferecem mais potência em menos espaço, são realmente comuns para modelos amplificador subwoofer mono de potência muito alta vendidos hoje.
Amps Classe A/B oferecem níveis de ruído mais baixos por menos dinheiro, embora modelos D atuais tenham recuperado bem especialmente para designs de marca.
Canais são caminhos de áudio independentes usados para criar saída de som de um amplificador. Em gravações estéreo, fontes áudio esquerda e direita diferem e fornecem som áudio esquerdo vs. direito.
Em áudio de carro, canais áudio esquerdo e direito são saídas separadas de stereo de carro ou caminho de sinal independente com saída amplificada. São usados para dar som mais cheio, realista ao ouvir. Além disso, alguns estéreos fornecem pares saídas frente e trás, embora sejam simplesmente mesmos sinais para alimentar par extra de alto-falantes atrás.
Em muitos casos canais de amplificador estéreo podem ser "bridged" (em ponte). Isto significa que 2 canais trabalham juntos em modo push-pull para alto-falantes com mais potência que um canal sozinho (geralmente cerca do dobro da potência de saída de alto-falante único).
A maioria amplificadores carro, sejam caros ou económicos, são muito semelhantes no design. Geralmente ligações de potência ficam num lado e entradas áudio e controlos no outro.
Na imagem acima vê botões ajustáveis de crossover e interruptores para os ativar. O ponto após o qual frequências sonoras são bloqueadas, chamado frequência de corte, é ajustável pelo utilizador com pequeno botão em alguns casos. Noutros modelos, é configuração fixa operada com interruptor e não pode ser mudada.
No entanto, frequências de crossover fixas são normalmente definidas para valores mais comuns para conveniência.
Terminais de ligação potência e alto-falante num amplificador Pioneer GM-D9605.
Ligações de potência são tipicamente feitas usando fio cobre de bitola grossa e conectores, frequentemente incluídos num kit fiação amp. Cabos RCA ligam amplificador às saídas de sinal de áudio da unidade principal de onde música é tocada.
Note que para fazer bridge de 2 canais no amp e entregar mais potência como canal único, ligam-se de forma particular. Imagem abaixo mostra polaridade e ligações fiação necessárias. Estão marcadas como "Bridged" como vê.
Em modo bridge, um canal fornece ligação positivo do alto-falante e o outro fornece negativo.
Harness fiação entrada nível alto-falante mostrado. Saídas alto-falante de stereo fábrica podem ligar à fiação e depois plugar no amp para fornecer sinal quando jacks RCA não disponíveis.
Atualizar sistema áudio fábrica instalado pode ser desafiante pois jacks RCA não estão geralmente disponíveis. Nesse caso entradas nível alto-falante (também chamadas "nível alto"), se disponíveis, podem ser usadas para evitar comprar peças adicionais.
Estas pegam sinal nível alto-falante de tensão mais alta diretamente da fiação de alto-falante e reduzem a nível menor que amplificador pode usar.
A outra opção é usar adaptador nível alto-falante para fazer o mesmo.
Instalação típica para amplificador carro. Fios potência grossa ligados a terminais potência e apertados com parafusos. Fiação alto-falante ligada similarmente. Após instalação, sistema som testado e controlo ganho e crossovers do amp ajustados conforme necessário.
Para funcionar corretamente, amplificadores carro têm de ser instalados com fio potência de tamanho e tipo suficiente. Razão mais importante é porque fiação original do veículo não aguenta demandas alta corrente de amplificador.
Por exemplo, alguns podem consumir 50 a 80 amperes ou mais ao alimentar subwoofers com força. Fiação fábrica não é classificada para estes tipos de demandas e ocorreria perda de tensão (e consequentemente potência) para amplificador. Por isso encaminhamos cabo potência suficientemente grande para bateria e garantimos boa ligação elétrica limpa.
Fusível suficientemente classificado, num porta-fusíveis, protege cabo potência positivo. Se problema como curto-circuito ocorrer, fusível queima e protege contra incêndio.
Existem várias ligações fiação usadas em todos amplificadores carro:
Felizmente, esta fiação frequentemente encontra-se pré-embalada pronta para uso comprando kit fiação amplificador.
Amplificadores atuais podem alimentar sistema áudio carro completo com excelente qualidade sonora e volume. Alguns são muito compactos e podem ser instalados sob banco ou até dentro do painel! Bom amplificador fornece várias vezes potência de saída de stereo carro médio. Também são muito mais claros e nítidos.
Amplificadores carro têm muitos benefícios além de serem necessidade em alguns casos. Estéreos carro típicos, mesmo hoje, só produzem cerca de 15 a 18 watts potência por canal no máximo.
Em volumes altos e ao tentar alimentar alto-falantes que precisam mais potência, som de stereo torna-se distorcido e terrível. Alimentar alto-falantes com volume mais alto é basicamente impossível só com stereo carro.
Amps carro oferecem som muito melhor, especialmente para música com graves pesados. Existem também situações especiais onde são única opção para atualizar som num veículo:
Como mencionei, muitos oferecem funcionalidades como crossovers integrados que podem prevenir distorção e permitir tocar alto-falantes em volumes mais altos com clareza melhorada. Sistemas fábrica normalmente não fazem isto e som "quebra" cedo ao subir volume.
Instalar amplificador aftermarket resolve este problema e permite mais controlo sobre seu sistema áudio. Além disso, sistema pode facilmente expandir para adicionar subwoofer para graves em falta adicionando 2º amplificador ou usando 2 canais de amp 4 canais para alimentá-lo.
Amplificadores 4 canais são essencialmente amp 2 canais com par estéreo adicional projetado. Oferecem vários benefícios:
A maioria amplificadores 4 canais hoje são bridgeable então são muito flexíveis em como podem ser usados. No entanto, atenção que amp 2 ou 4 canais normalmente requer mínimo 4 ohms em bridge ao contrário do modo estéreo.
Tecnologia Eletrônica © [www.351231.com]
